Biểu diễn hình học của số phức Điểm M a b trong một hệ tọa độ vuông góc của mặt phẳng được gọi là điểm ;biểu diễn số phức z a bi= + hình 4.1.. Biết các số phức z có tập hợp điểm biểu diễ
Trang 1LOVEBOOK.VN|1
Trang 2LOVEBOOK.VN|2
Trang 3Công Phá Toán – Lớp 12 Ngọc Huyền LB
Mỗi biểu thức dạng a bi+ , trong đó a b, ∈¡ ,i2 = −1 được gọi là một số phức.
Đối với số phức z a bi= + , ta nói a là phần thực, b là phần ảo của z.
Cho hàm số y= f x( ) có đạo hàm trên K.
1 Từ sự bằng nhau của số phức, ta suy ra mỗi số phức hoàn toàn được xác định
bởi một cặp số thực Đây là cơ sở cho phần 3 Biểu diễn hình học của số phức.
2 Mỗi số thực a được đồng nhất với số phức a+0i, nên mỗi số thực cũng làmột số phức Do đó, tập số thực ¡ là tập con của tập số phức £
3 Số phức 0 bi+ được gọi là số thuần ảo và được viết đơn giản là bi.
4 Số i được gọi là đơn vị ảo.
3 Biểu diễn hình học của số phức
Điểm M a b trong một hệ tọa độ vuông góc của mặt phẳng được gọi là điểm( );biểu diễn số phức z a bi= + (hình 4.1)
Từ định nghĩa ta có thể suy ra:
Các điểm biểu diễn số thực đều có tung độ bằng 0, do đó đều nằm trên trục Ox.
Các điểm biểu diễn số thuần ảo đều có hoành độ bằng 0, do đó nằm trên trục
mô-đun min, max
IV Biểu diễn hình
Trang 4z z z z z z z z z z z z
z z
“Thực hiện phép chia c di
a bi
++ là nhân cả tử và mẫu với số phức liên hợp của a bi+
3 Phương trình bậc hai với hệ số thực
Các căn bậc hai của số thực a<0 là i a±
LOVEBOOK.VN|161
STUDY TIP
STUDY TIP
Trang 5Công Phá Toán – Lớp 12 Ngọc Huyền LB
Xét phương trình bậc hai ax2+ + =bx c 0 với , ,a b c∈¡ ,a≠0.Xét biệt số ∆ = −b2 4ac, ta có:
a
= −
Phương trình có hainghiệm thực phân biệtđược xác định bởi côngthức
1,2
2
b x
a
− ± ∆
=
1 Nếu xét trên tập số thực thì phương trình vô nghiệm
2 Nếu xét trên tập hợp số phức, phương trình có hainghiệm phức được xác định bởi công thức
1,2
2
b i x
Trong đó a a0; ; ;1 a n∈£,a0 ≠0 đều có n nghiệm phức (các nghiệm không nhất
thiết phân biệt)
LOVEBOOK.VN|162
Trang 6Trong máy tính Casio có chế độ tính toán với số phức như sau:
Khi đó các nút quan trọng sau:
2 Nút ENG phía trên có chữ i nhỏ, khi chuyển sang chế độ tính toán phức thì sẽ
là i
3 Đặc biệt, khi ấn SHIFT 2 máy hiện như hình bên.
Ở đây:
1: arg là argument của số phức.
2: Conjp là hiển thị số phức liên hợp của số phức (Ở đây Conjp là viết tắt của
conjugate)
3: Dạng lượng giác của số phức 4: Từ dạng lượng giác của số phức chuyển thành dạng chính tắc
Trên đây là một số lưu ý về tính toán với số phức trên máy tính cầm tay Đặc biệt,
chính là nút giá trị tuyệt đối
2 Tính năng tính căn bậc hai của số phức
Để tính căn bậc hai của số phức ta thực hiện nhập
1 Chuyển máy tính về chế độ MODE 2:CMPLX
Trang 7Công Phá Toán – Lớp 12 Ngọc Huyền LB
Trong bài toán ở ví dụ 2, rất
nhiều độc giả sẽ chọn A, tuy
nhiên đây là sai lầm thường
gặp Phần ảo của số phức là
b (không phải bi).
Phân tích: Bài toán cho ta
Trang 8Trong bài toán này, nhiều
độc giả không chú ý loại
trường hợp vì không để ý
điều kiện Cho nên, với
các bài toán dạng này cần
kiểm tra điều kiện kĩ trước
khi kết luận.
STUDY TIP
Trong bài toán này, nhiều
độc giả không chú ý loại
trường hợp vì không để ý
điều kiện Cho nên, với
các bài toán dạng này cần
kiểm tra điều kiện kĩ trước
khi kết luận.
Trang 9Công Phá Toán – Lớp 12 Ngọc Huyền LB Đáp án C.
Vậy hai số phức z z là nghiệm của phương trình 1, 2 z2−2z+ =3 0
Ví dụ 9: Gọi z z là hai nghiệm của phương trình 1, 2 2
P z
=
÷
10
P z
Ta có w iz i= = (1 2− i) = −i 2i2 = +2 i , số phức w có điểm biểu diễn là N( )2;1 .
Ví dụ 12: Số phức có điều kiện nào thì có điểm biểu diễn ở phần gạch chéo trong
Từ bài toán ta có ghi nhớ
Cho là một đa thức với hệ
số thực thỏa mãn thì suy
ra
STUDY TIP
Từ bài toán ta có ghi nhớ
Cho là một đa thức với hệ
số thực thỏa mãn thì suy
ra
Trang 10Chủ đề 4: Số phức The best or
nothing
hình bên (tính cả biên)
A. Số phức có phần ảo nằm trong khoảng (−1;1) và mô đun không vượt quá 2
B. Số phức có phần thực nằm trong khoảng (−1;1) và mô đun nhỏ hơn 2.
C. Số phức có phần ảo nằm trong đoạn [−1;1] và mô đun không vượt quá 2
D. Số phức có phần thực nằm trong đoạn [−1;1] và mô đun không vượt quá 2
Đáp án D.
Lời giải
Nếu gọi số phức thỏa mãn điều kiện đề bài là z x yi x y= + , ;( ∈¡ thì ta thấy, trên)
trục Ox, giá trị của x nằm trong đoạn [−1;1]⇒ số phức z thỏa mãn yêu cầu đề bài
Trang 11Công Phá Toán – Lớp 12 Ngọc Huyền LB
LOVEBOOK.VN|168
Trang 12Chủ đề 4: Số phức The best or nothing
Câu 4: Cho hai số phức z1 = −1 ;i z2 = +3 2i Phần
thực và phần ảo của số phức z z tương ứng bằng:1, 2
−
2 Biểu diễn hình học của số phức
Câu 9: Tập hợp các điểm biểu diễn các số phức z
A. − +x 7y+ =9 0 B. x+7y− =9 0
C. x+7y+ =9 0 D. x−7y+ =9 0
Câu 12: Điểm M trong hình vẽ
bên là điểm biểu diễn của số
Trang 13Công Phá Toán – Lớp 12 Ngọc Huyền LB
A. x y− =0 B. x y+ =0
C. 2x y+ − =1 0 D. x−2y=0
Câu 14: Cho số phức z= −5 4i Số phức đối của z
có điểm biểu diễn là:
Câu 15: Trên mặt phẳng tọa độ Oxy, tập hợp điểm
biểu diễn các số phức z thỏa mãn điều kiện
Câu 16: Cho số phức z thỏa mãn (1 3+ i z) + = −2i 4
Điểm nào sau đây là điểm biểu diễn của z trong các
điểm M, N, P, Q ở hình bên?
Câu 17: Cho hai số phức z1 = −1 ,i z2 = +3 2i Trong
mặt phẳng Oxy, gọi các điểm M, N lần lượt là điểm
biểu diễn số phức z z , gọi G là trọng tâm của tam1, 2
giác OMN, với O là gốc tọa độ Hỏi G là điểm biểu
diễn của số phức nào sau đây?
Câu 19: Cho số phức z thỏa mãn z+ = − +1 z 2i 3
Biết tập các điểm biểu thị cho z là một đường thẳng.
Phương trình đường thẳng đó là:
A. x y− − =3 0 B. x y− + =3 0
C. x y+ + =3 0 D. x y− =0
Câu 20: Giả sử M z là điểm trên mặt phẳng phức( )
biểu diễn số phức z Tập hợp các điểm M z thỏa( )
mãn điều kiện z− + =1 i 2 là một đường tròn
Trang 143 Các phép toán với số phức, mô đun số phức, số phức liên hợp
Câu 33. Cho số phức z thỏa mãn z− + + =4 z 4 10
Giá trị lớn nhất và giá trị nhỏ nhất của z lần lượt
Trang 15Câu 37. Cho hai số phức z1 = +1 3i ; z2 = −2 i Tìm
số phức w=2z1−3z2
A. w= − −4 9i B. w= − +3 2i
C. w= − −3 2i D. w= − +4 9i
Câu 38. Cho số phức z a bi= + thỏa mãn
2z z+ = +3 i Giá trị của biểu thức 3a b+ là:
Câu 46. Tập hợp các điểm trong mặt phẳng phức
biểu diễn các số phức z thỏa mãn z− +3 5i =4 là
một đường tròn Tính chu vi C của đường tròn đó.
A. C=4π B. C =2π
C. C=8π D. C=16π
Trang 16Câu 48. Kí hiệu z là nghiệm phức có phần ảo0
dương của phương trình 2
4z −16z+17 0= Trênmặt phẳng tọa độ, điểm nào dưới đây là điểm biểu
M
Câu 49. Cho phương trình z2 −2z+ =3 0 có hai
nghiệm là z z Giá trị của 1, 2 2 2
Câu 51. Gọi z và 1 z là hai nghiệm phức của2
phương trình z2+2z+ =10 0 Giá trị của biểu thức
Câu 55. Cho a, b, c là các số thực và 1 3
z= − +i Giá trị của (a bz cz+ + 2) (a bz+ 2+cz) bằng:
Câu 56. Cho hai số thực b và c (c>0) Kí hiệu A,
B là hai điểm của mặt phẳng phức biểu diễn hai
nghiệm phức của phương trình z2+2bz c+ =0 Tìm
điều kiện của b và c để tam giác OAB là tam giác vuông (O là gốc tọa độ).
Trang 17Hướng dẫn giải chi tiết Câu 1. Đáp án C.
2
2 2
101
Trang 18z z nên M(1; 1 ,− ) ( )N 3; 2 Khi đó tọa độ điểm G
là trọng tâm của tam giác OMN có tọa độ 4 1;
Trang 19Đến đây, ta nhớ đến các bất đẳng thức vectơVậy đặt ur= −(x 4;y v),r= +(x 4,y) Khi đó áp dụng
x
z y
Trang 21122
222222
z z
1 0
z z
Trang 22z z
z z
+ = −
Hai nghiệm của phương trình z2+2bz c+ =0 là hai
số phức liên hợp với nhau nên hai điểm A, B sẽ đối
xứng nhau qua trục Ox.
Do đó, tam giác OAB cân tại O.
Vậy tam giác OAB vuông tại O.
Để ba điểm O, A, B tạo thành tam giác thì hai điểm
A, B không nằm trên trục tung, trục hoành Tức là
nếu đặt z x yi x y= + , ,( ∈¡ thì ) 0( )*
0
x y
OA OBuuuruuur= ⇔b − +c b = ⇔ b =c
Trang 23Công Phá Toán – Lớp 12 Ngọc Huyền LB
Đọc thêm: Các bài toán số phức vận dụng cao
1 Bài toán tìm số phức liên quan đến môđun
Tìm số phức z có môđun lớn nhất (hoặc nhỏ nhất) thỏa mãn một điều kiện cho
trước
A MỘT SỐ KIẾN THỨC ÁP DỤNG
1 Bất đẳng thức: Bunyakovsky
2 Định lý về dấu của tam thức bậc hai
3 Sự đồng biến nghịch biến của hàm số, bảng biến thiên
4 Giao điểm của đường thẳng và đường thẳng, đường thẳng và đường tròn
5 Tính chất của hàm số lượng giác
* Một số công thức tính nhanh số phức vận dụng vào bài toán tìm min max số phức.
z z z z z z z z z z z z
z z
24min
10. Cho số phức z thỏa mãn z z− 0 =R Lúc này tập hợp các điểm biểu diễn số
phức z là đường tròn có tâm là điểm I là điểm biểu diễn số phức z Lúc này0
0 0
Trang 24Chủ đề 5: Số phức The best or
nothing
nhất của biểu thức P= −z z3 là
2 3
2 3
maxmin
z r
Bước 1: Tìm tập hợp ( )G các điểm biểu diễn của z thỏa mãn điều kiện.
Bước 2: Tìm số phức z tương ứng với điểm biểu diễn M∈( )G sao cho khoảng
Đáp án A.
Lời giải Cách 1: Ta có
z lần lượt là hai nghiệm của phương trình đã cho Tính giá trị của biểu thức
P= +z z + −z z − z − z
Trang 25Công Phá Toán – Lớp 12 Ngọc Huyền LB
Trang 26Chủ đề 5: Số phức The best or
nothing
C HỆ THỐNG BÀI TẬP ĐIỂN HÌNH
Ví dụ 1. Biết các số phức z có tập hợp điểm biểu
diễn trên mặt phẳng tọa độ là hình vuông tô đậm
như hình vẽ bên Môđun lớn nhất của số phức z là
Ví dụ 2. Biết các số phức z có tập hợp điểm biểu
diễn trên mặt phẳng tọa độ là phần tô đậm Môđun
Ví dụ 3: Biết các số phức z có tập hợp điểm biểu
diễn trên mặt phẳng tọa độ là hình tròn tô đậm như
hình vẽ bên Môđun lớn nhất của số phức z là
Ví dụ 4: Biết các số phức z có tập hợp điểm biểu
diễn trên mặt phẳng tọa độ là hình tròn tô đậm như
hình vẽ bên Môđun lớn nhất của số phức z là
Trang 27Công Phá Toán – Lớp 12 Ngọc Huyền LB
Elip có độ dài trục nhỏ bằng 2b= ⇒2 zmin =1
Ví dụ 5: Biết số phức z có tập ohwpj điểm biểu diễn
trên mặt phẳng tọa độ là ihnfh elip tô đậm như hình
vẽ bên Môđun lớn nhất của số phức z là
Tập hợp các điểm biểu diễn của z là đường thẳng
( )d :x y− + =4 0 Giả sử M x y là điểm biểu( ; )
diễn của z thì
( )
min min
diễn của z thì zmin ⇔OMmin; zmax ⇔OMmax Tìmđược:
Trang 281 Chuyển máy tính sang chế độ MODE 2:CMPLX
2 Nhập phương trình (*) (chuyển vế đổi dấu) vàomáy tính sau đó sử dụng lệnh CALC để gán giá trị
của z tương ứng với từng phương án A; B; C; D.
Nếu như có nhiều đáp án bằng 0 thì tính môđun cácđáp án đó và chọn đáp án có môđun nhỏ nhất
Trang 29Công Phá Toán – Lớp 12 Ngọc Huyền LB
Khẳng định nào sau đây là sai:
A max z =2 B. z− ≤1 1
Đáp án D.
Lời giải
A đúng z đạt giá trị lớn nhất là 2, khi điểm biểu
diễn của z cùng với O là hai đầu mút đường kính
Ví dụ 12: Trong mặt phẳng tọa độ, miền trong hình
chữ nhật ABCD (kể cả các cạnh AB, BC, CD, DA)
trong hình vẽ bên biểu diễn cho các số phức z Chọn
C C sai, do tập hợp các điểm biểu diễn số phức z là
miền trong của hình chữ nhật, nên zmin =0
D Đúng
Ví dụ 13: Cho số phức z thỏa mãn z− +1 2i =3.Tìm môđun lớn nhất của số phức z−2i
x− + +y i =( ) (2 )2
Trang 31Công Phá Toán – Lớp 12 Ngọc Huyền LB
2 Biểu diễn hình học của số phức, quỹ tích phức
Ví dụ 1: Trong mặt phẳng tọa độ, hình tròn tô đậm
như hình vẽ bên là tập hợp điểm biểu diễn số phức
z Hỏi số phức z thỏa mãn bất đẳng thức nào sau
Ví dụ 2: Trong mặt phẳng tọa độ, hình tròn tô đậm
như hình vẽ bên là tập hợp điểm biểu diễn số phức
z Hỏi số phức z thỏa mãn bất đẳng thức nào sau
Ví dụ 3: Biết các số phức z có tập hợp điểm biểu
diễn trên mặt phẳng tọa độ là hình vuông tô đậmnhư hình vẽ bên Tập hợp các điểm biểu diễn sốphức z+2 là
Gọi z x yi= + , (x∈¡ ,y∈¡ Điểm ) M x y biểu( ; )
diễn z trên mặt phẳng tọa độ.
Tập hợp điểm biểu diễn z như hình vẽ là hình
x y
− ≤ ≤
− ≤ ≤
Trang 32Chủ đề 4: Số phức The best or nothing
Tổng quát: Nếu số phức z có hình ( )H biểu
diễn trên mặt phẳng tọa độ thì tập hợp các điểm
biểu diễn số phức z a+ ; (a∈¡ là hình ) ( )H'
có được bằng cách tịnh tiến hình ( )H sang phải
a đơn vị (nếu a>0) và sang trái a đơn vị
(nếu a<0)
Ví dụ 4: Biết các số phức z có tập hợp điểm biểu
diễn trên mặt phẳng tọa độ là đường tròn tô đậm
như hình vẽ bên Tập hợp các điểm biểu diễn số
Gọi z x yi x= + ,( ∈¡ ,y∈¡ Điểm ) M x y biểu( ; )
diễn z trên mặt phẳng tọa độ.
Tập hợp điểm biểu diễn z như hình vẽ là đường tròn
Tổng quát: Nếu số phức z có hình ( )H biểu
diễn trên mặt phẳng tọa độ thì tập hợp các điểmbiểu diễn số phức z bi+ ; (b∈¡ là hình ) ( )H'
có được bằng cách tịnh tiến hình ( )H lên trên
b đơn vị (nếu b>0) và xuống dưới b đơn vị
(nếu b<0)
Ví dụ 5: Điều kiện để số phức z có điểm biểu diễn
thuộc phần tô đậm (kể cả bờ) trong hình vẽ bên là
A z có phần thực không lớn hơn 2
B. z có môđun thuộc đoạn [−1; 2]
C z có phần ảo thuộc đoạn [−1; 2]
D. z có phần thực thuộc đoạn [−1; 2]
Đáp án D.
Lời giải
Trang 33Công Phá Toán – Lớp 12 Ngọc Huyền LB
Gọi z x yi x= + ,( ∈¡ ;y∈¡ Điểm ) M x y biểu( ; )
diễn z trên mặt phẳng tọa độ.
Từ hình vẽ ta có: − ≤ ≤1 x 2
Ví dụ 6: Điều kiện để số phức z có điểm biểu diễn
thuộc phần tô đậm (kể cả bờ) trong hình vẽ bên là
A z có phần ảo không lớn hơn 3
B. z có môđun thuộc đoạn [−2;3]
C z có phần ảo thuộc đoạn [−2;3]
D. z có phần thực thuộc đoạn [−2;3]
Đáp án C.
Lời giải
Gọi z x yi x= + ,( ∈¡ ;y∈¡ Điểm ) M x y biểu( ; )
diễn z trên mặt phẳng tọa độ.
Từ hình vẽ ta có: 2− ≤ ≤y 3
Ví dụ 7: Điều kiện để số phức z có điểm biểu diễn
thuộc phần tô đậm (kể cả bờ) trong hình vẽ bên là
A z có phần thực thuộc đoạn [− −3; 1]
B. z có môđun không lớn hơn 3
C z có phần thực thuộc đoạn [− −3; 1] và có
môđun không lớn hơn 3
D. z có phần ảo thuộc đoạn [− −3; 1]
Đáp án C.
Lời giải
Gọi z x yi x= + ,( ∈¡ ,y∈¡ Điểm ) M x y biểu( ; )
diễn z trên mặt phẳng tọa độ.
Từ hình vẽ ta có:
x y x
Trang 34Chủ đề 4: Số phức The best or nothing
y x
Trang 353 Một số dạng toán nâng cao về số phức
Ví dụ 1: Cho số phức z thỏa mãn z =1 Tìm giá trị
Trang 36Suy ra: f z( ) =15(z z− 1) (z z− 2) (z z− 3) (z z− 4)
.1
Trang 37x y M
A Hai tam giác ABC và A B C' ' ' bằng
B. Hai tam giác ABC và A B C' ' ' có cùng trực
tâm
C Hai tam giác ABC và ' ' ' A B C có cùng trọng
tâm
D. Hai tam giác ABC và A B C' ' ' có cùng tâm
đường tròn ngoại tiếp
Ví dụ 9: Gọi điểm A, B lần lượt biểu diễn các số
phức z z z z1, 2( 1 2 ≠0) trên mặt phẳng tọa độ (A, B,
B. Tam giác OAB vuông cân tại O
C Tam giác OAB vuông cân tại B
D. Diện tích tam giác OAB không đổi
Ví dụ 10: Cho số phức 1 ( 2 )
m i z
Trang 39III Tổng ôn tập chủ đề 4
Quý độc giả vui lòng khai báo sách chính hãng tại web: congphatoan.com để nhận được đáp án chi tiết
BÀI KIỂM TRA
Câu 1: Phần ảo của số phức z= −3 3i bằng
Câu 4: Có bao nhiêu số phức z thỏa mãn đồng thời
các điều kiện z− =2 2 và (2+i z) ( )−2 có phần ảo
Câu 7: Cho số phức z a bi a b= + ,( ∈¡ tùy ý.)
Mệnh đề nào sau đây đúng?
A. Môđun của z là một số thực dương
B. 2 2
z = z
C. Số phức liên hợp của z có môđun bằng môđun của iz.
D. Điểm M(−a b; ) là điểm biểu diễn của z
Câu 8: Cho số phức z có điểm biểu diễn là M Biết
z
bốn điểm P, Q, R, S như hình vẽ bên Hỏi điểm biểu diễn của w là điểm nào?
z
=+ là số thực Giá trị lớn nhất của
a b
< <
Trang 40Chủ đề 4: Số phức The best or nothing
Câu 14: Cho hai điểm M, N trong mặt phẳng phức
như hình vẽ, gọi P là điểm sao cho OMNP là hình
bình hành Điểm P biểu thị cho số phức nào trong
Câu 18: Cho số phức z thỏa mãn 5 z i+ = −5 iz .
Biết rằng tập hợp các điểm biểu diễn cho số phức w
ba điểm biểu diễn lần lượt cho ba số phức z z z 1, ,2 3
Tính diện tích S của tam giác ABC.
Trang 41Câu 33: Số phức z thỏa mãn ( )2
1 2+ i z z+ = −4i 20thì